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Role of Schlafen family member 12 (SLFN12) in human rhinovirus (HRV) infections

Anna-Maria Kapsch

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Zentrum für Molekulare Biologie

Betreuer*in

Johannes Stöckl

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DOI

10.25365/thesis.34633

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29485.20813.771170-4

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die Schlafen-Genfamilie (SLFN) ist in Säugetieren an der Regulation von Zellproliferation und Differenzierung, sowie der Kontrolle der viralen Replikation des humanen Immundefizienz-Virus (HIV), vesicular stomatitis virus (VSV) und murinen gamma-Herpesvirus 68 (MHV-68) beteiligt. SLFN-Gene sind durch Typ I Interferone induzierbar. Infektionen durch humane Rhinoviren (HRV) sind eine der häufigsten akuten Krankheiten des Menschen weltweit und verursachen milde respiratorische Krankheitssypmtome, wie die Erkältung. HRV ist ein humanes Pathogen, dessen Replikation nur im Cytosol von Epithelzellen stattfindet. Sechs humane SLFN (SLFN5/11/12/12L/13/14) konnten bereits identifiziert werden, wobei SLFN12 das einzige humane SLFN ist, welches im Cytosol lokalisiert ist. Wir konnten bereits zeigen, dass SLFN12 in Dendritischen Zellen (DZ) durch HRV Stimulation sehr stark hochreguliert wird. Daher nahmen wir an, dass SLFN12 möglicherweise an der Regulation von HRV-Infektionen in humanen Epithelzellen beteiligt sein könnte. Aufgrund ihrer Suszeptibilität für HRV Infektionen verwendeten wir HeLa-Ohio-Zellen als Modell für unsere in vitro-Experimente. Wir konnten zeigen, dass retrovirale Überexpression von SLFN12 in HeLa- Ohio-Zellen zum Zelltod führte und daher nicht für weitere Experimente mit HRV genutzt werden konnte. „Silencing” des Gens hingegen hemmte die Proliferation der Zellen, beeinflusste jedoch nicht die Viabilität der Zellen laut AnnexinV/PI-Färbung. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass „Silencing“ weder IL-6 Produktion noch die Expression verschiedener Zellmarker wie intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1), myxovirus resistance gene A (MxA) und des Transferrin-Rezeptors (CD71) beeinträchtigte. Vor allem aber haben wir festgestellt, dass die Replikation sowohl von HRV14, welches ICAM-1 als Rezeptor benutzt, um in die Wirtszelle zu gelangen, als auch von HRV2, das mittels low density lipoprotein receptor (LDLR) in die Zelle eindringt, in HeLa-Ohio-Zellen nach SLFN12 „Silencing“ gehemmt war. Diese Hemmung konnte sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene beobachtet werden. Wir schließen daraus, dass SLFN12 für eine effiziente HRV Replikation benötigt wird. Wir nehmen an, dass SLFN12 ein neuartiger zellulärer Wirtsfaktor für die Replikation von HRV ist und womöglich sowohl in der Translation als auch in der Transkription von HRV involviert sein könnte. SLFN12 scheint ein Regulator für die Proliferation und Viabilität von Epithelzellen zu sein.

Abstract

(Englisch)

The mammalian Schlafen gene family (SLFN) has been implicated in the regulation of cell proliferation and differentiation as well as control of viral replication, such as of human immunodeficiency virus (HIV), vesicular stomatitis virus (VSV) and murine gammaherpesvirus 68 (MHV-68). SLFNs are inducible by type I interferons (IFNs). Human Rhinovirus (HRV) infections are one of the most acute illnesses in humans worldwide and result in mild respiratory diseases like the common cold. HRV is a pathogen for humans and it is characteristic for this virus that its replication takes place only in the cytosol of epithelial cells. Six human SLFN genes (SLFN5/11/12/12L/13/14) have been identified, whereby SLFN12 is the only human SLFN predicted to be located in the cytosol. Previously we found that SLFN12 is highly upregulated in dendritic cells (DCs) upon HRV stimulation. Therefore, we hypothesized whether SLFN12 might be involved in the regulation of HRV infection in human epithelial cells. HeLa-Ohio cells being highly susceptibility for HRV infections were chosen as a model for our in vitro studies. The first finding of this study was that retroviral overexpression of SLFN12 in HeLa-Ohio cells, led to cell death and cells could not be further used for HRV infection experiments. Gene silencing impeded cell proliferation of HeLa-Ohio, but did not affect cell viability according to AnnexinV/PI staining. Moreover, we showed that silencing did not alter IL-6 production or expression of related cell markers such as intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1), myxovirus resistance gene A (MxA) and transferrin receptor (CD71). Most importantly, we found that replication of both HRV14, which uses ICAM-1 for cell entry, and HRV2, which enters via low density lipoprotein receptor (LDLR), was impaired in HeLa-Ohio cells upon SLFN12 silencing at the mRNA as well as at the protein level. Thus, we conclude that SLFN12 is required for efficient HRV replication in HeLa-Ohio cells. We assume that SLFN12 is a novel cellular host factor for HRV replication, which might be involved in HRV translation as well as in transcription. Moreover, SLFN12 seems to be a rheostat that regulates the proliferation and viability of epithelial cells.

Autor*innen

Anna-Maria Kapsch

Haupttitel (Englisch)

Role of Schlafen family member 12 (SLFN12) in human rhinovirus (HRV) infections

Publikationsjahr

2014

Umfangsangabe

IX, 75 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Johannes Stöckl

Klassifikationen

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,

42 Biologie > 42.32 Virologie

AC Nummer

AC12193251

Utheses ID

30731

Studienkennzahl

UA | 066 | 830 | |

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